Given the current social and business trends with digital fabrication and communication technologies, change in the manner and means of physical object production is clearly on the horizon. Recent peripheral projects show how access to digital fabrication and communication tools pull information for making toward the user, and enable the distribution of information and product outward. They also demonstrate vibrant user innovation in smaller scale projects for both personal and commercial applications. These current trends and peripheral projects are used to help locate where design and designers may find areas of growth in a potentially less-centralized, and more varied landscape of product development and production in the future. / Master of Science

A consolidação do processo de Modelagem da Informação da Construção (BIM) tende a contribuir para o aumento da eficiência da indústria da construção civil, fomentando novos fluxos de trabalho e permitindo o reuso de informações ao longo do ciclo de vida dos empreendimentos. Apesar do potencial de integração e automação associados ao processo BIM, o uso das informações digitais contidas no modelo para facilitar a pré-fabricação de produtos para a construção mostra-se incipiente. Nota-se que emprego da fabricação digital encontra obstáculos sobretudo em setores que atuam de modo segregado, e que por isto mesmo demandam sinergia, bem como o uso de normas e padrões que possibilitem a interoperabilidade e reuso das informações geradas nas fases anteriores a fabricação. Neste contexto, foi feita uma análise do uso da fabricação digital aplicada ao processamento industrial de aço para estruturas de concreto armado (corte e dobra). Embora os fabricantes que atuam neste setor possuam suporte a interface digital com os demais agentes, a configuração de sua cadeia de produtiva, bem como os processos tradicionalmente adotados, promovem a ocorrência de ilhas de automação ligadas por transferência manual e reentrada de dados. Como forma de reduzir a intervenção manual para a transcrição dos dados, propõe-se o uso do esquema de dados Industry Foundation Classes (IFC) na fabricação digital de componentes de armadura. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma solução técnica, baseada no esquema IFC, aos requisitos de troca de informação necessários no fluxo de trabalho proposto. Com base nos requisitos de troca identificados por meio do método Information Delivery Manual (IDM), apresenta-se como essas informações podem ser mapeadas e qual o subconjunto de dados necessários à fabricação digital baseada no esquema IFC4. Por fim, apresenta-se a documentação e validação da solução técnica desenvolvida de acordo com o método Model View Definition (MVD) e com o uso da ferramenta ifcDoc. Após a realização de testes com base no esquema IFC4 foi constatada a viabilidade para recuperação dos dados contidos no modelo. Entretanto também foi identificada a carência de ferramentas comerciais que suportem tal funcionalidade. / The consolidation of Building Information Modeling (BIM) possibly contributes to the increase of the efficiency in the construction industry, by fostering new workflows and data reuse throughout projects life cycle. Despite the potential for integration and automation associated with BIM, the use of the digital information contained in the model to facilitate prefabrication of construction products is still incipient. The digital fabrication finds obstacles in sectors that act in a segregated manner, henceforth needs standard adoption to allow reuse of the information generated in the phases prior to production. In this context, it was analyzed the use of digital fabrication applied to the industrial processing of reinforcement bars for concrete structures (rebar cutting and bending). Although the fabricators who act in this sector already have support to the digital interface with other agents, the supply chain configuration adopted by the Brazilian market, as well as the traditional paper-based processes employed, promote the occurrence of \"islands of automation\" connected by manual data transfer. In order to reduce the need for manual intervention for data re-interpretation and re-entry, it is proposed to use the Industry Foundation Classes (IFC) data schema to promote the digital interface between the reinforcing bar supply chain stakeholder\'s. This work aims to present an IFC-based technical solution to the fabricator\'s information requirements by means of the Information Delivery Manual (IDM) and Model View Definition (MVD) standards. On the basis of the exchange requirements specified by rebar fabricator through IDM method, it is presented the IFC schema subset entailed and how this information can be mapped in order to allow the use of IFC on the cut & bend rebar supply chain. Finally, the technical solution was documented in an MVD and validate with the ifcDoc tool. After conducting validation tests based on the IFC4 schema, it was verified the viability to recover the data contained in the model. However, the lack of commercial tools that support such functionality has also been identified.

Em fases transformadoras como a que se vive na atualidade com as tecnologias que impactam os processos produtivos de moda, os papéis desempenhados pelos designers se alteram. Neste contexto, o designer de moda parece se deparar entre as narrativas da cultura maker (influenciados por movimentos de contra-cultura, ao clamar por autonomia como o Arts & Crafts, DIY, movimento do software livre e open-source) e, por outro, os direcionamentos tomados pela indústria 4.0. (produção em escala, ultra-personalizadas, distribuída e com uso de dados). Estes dois âmbitos têm em comum interesse o uso de ferramentas de fabricação digital, por isso, os conhecimentos necessários para projetos desenvolvidos nestes espaços se difundem rapidamente. Contudo, ímpetos, narrativas, valores iniciais e interesses de diversas origens se mesclam de um modo difícil de distinguir (NASCIMENTO, S.; PÓLVORA, A.; 2016), mas que continuam a gerar agenciamentos. Esta investigação tem como objetivo apresentar um panorama dos percursos do designer de moda em meio ao contexto cultural e operacional da fabricação digital afim de destacar pontos de tensão e de disparidades sociais que passam pelo campo produtivo, afim de encontrar quais os próximos e melhores passos a serem dados. Deste modo, busca-se utilizar ferramentas digitais como impressoras 3D, escaners 3D e máquinas de corte a laser na com a intenção de trazer mais autonomia, acessibilidade, igualdade nas relações para designers de moda no Brasil. / In a phase of deep transformations with new technologies that impact the productive processes in the fashion field. In this context, the fashion designer finds himself between narratives devired from the the maker culture (following counter-culture movements, claiming for autonomy with the Arts & Crafts movement, DIY, later the free software movement, open-source) and the 4.0 industry (scale, ultrapersonalized, distributed production based on data). Both areas have the interest on digital fabrication in common, therefore, the required knowledge for projects developed in these spaces spreads rapidly. Yet, impulses, narratives and initial values cultuated by the maker movement seems to be mixed and dispersed (NASCIMENTO, S.; PÓLVORA, A.; 2016) while agency keep happening. The present investigation\'s aim is to present the paths followed by the fashion designer immersed in a cultural context and in the operational digital fabrication\'s context in order to find which are the best actions to be taken. In this sense, digital fabrication tools such as 3D printers, 3D scanners, laser cutter machines can be used to bring more autonomy, accessibility, equality in the relations and in the ways of producing for fashion designers in Brasil.

Em fases transformadoras como a que se vive na atualidade com as tecnologias que impactam os processos produtivos de moda, os papéis desempenhados pelos designers se alteram. Neste contexto, o designer de moda parece se deparar entre as narrativas da cultura maker (influenciados por movimentos de contra-cultura, ao clamar por autonomia como o Arts & Crafts, DIY, movimento do software livre e open-source) e, por outro, os direcionamentos tomados pela indústria 4.0. (produção em escala, ultra-personalizadas, distribuída e com uso de dados). Estes dois âmbitos têm em comum interesse o uso de ferramentas de fabricação digital, por isso, os conhecimentos necessários para projetos desenvolvidos nestes espaços se difundem rapidamente. Contudo, ímpetos, narrativas, valores iniciais e interesses de diversas origens se mesclam de um modo difícil de distinguir (NASCIMENTO, S.; PÓLVORA, A.; 2016), mas que continuam a gerar agenciamentos. Esta investigação tem como objetivo apresentar um panorama dos percursos do designer de moda em meio ao contexto cultural e operacional da fabricação digital afim de destacar pontos de tensão e de disparidades sociais que passam pelo campo produtivo, afim de encontrar quais os próximos e melhores passos a serem dados. Deste modo, busca-se utilizar ferramentas digitais como impressoras 3D, escaners 3D e máquinas de corte a laser na com a intenção de trazer mais autonomia, acessibilidade, igualdade nas relações para designers de moda no Brasil. / In a phase of deep transformations with new technologies that impact the productive processes in the fashion field. In this context, the fashion designer finds himself between narratives devired from the the maker culture (following counter-culture movements, claiming for autonomy with the Arts & Crafts movement, DIY, later the free software movement, open-source) and the 4.0 industry (scale, ultrapersonalized, distributed production based on data). Both areas have the interest on digital fabrication in common, therefore, the required knowledge for projects developed in these spaces spreads rapidly. Yet, impulses, narratives and initial values cultuated by the maker movement seems to be mixed and dispersed (NASCIMENTO, S.; PÓLVORA, A.; 2016) while agency keep happening. The present investigation\'s aim is to present the paths followed by the fashion designer immersed in a cultural context and in the operational digital fabrication\'s context in order to find which are the best actions to be taken. In this sense, digital fabrication tools such as 3D printers, 3D scanners, laser cutter machines can be used to bring more autonomy, accessibility, equality in the relations and in the ways of producing for fashion designers in Brasil.

Até recentemente as novas tecnologias de fabricação digital só eram encontradas na indústria e em algumas universidades. Hoje essas tecnologias estão cada vez mais acessíveis e baratas e têm se consolidado como grandes aliadas no processo de projeto em áreas como Arquitetura, Design e Engenharia. Ambientes como os Fab Labs têm auxiliado o processo de desenvolvimento de produto e a realização de experimentações através da prototipagem rápida e da fabricação digital, oferecendo de forma aberta, suporte na utilização de um conjunto de ferramentas digitais. Dessa forma, buscou-se, como objetivo geral neste trabalho, evidenciar o potencial dos Fab Labs como ambientes para o uso da fabricação digital e da prototipagem rápida no processo de projeto. Como forma de atingir esse objetivo, foi realizada uma pesquisa qualitativa, através de estudo de caso e por meio de entrevista com gestores de três Fab Labs situados no Brasil. Inicialmente, foi feita uma abordagem sobre temas como prototipagem rápida e fabricação digital, buscando o esclarecimento do tema e a formação do corpo teórico. A pesquisa bibliográfica abordou temas como tipos de protótipos e a importância do ato de prototipar. Os resultados obtidos por intermédio das entrevistas e das observações, apresenta considerações importantes em relação ao conceito Fab Lab enquanto potencializador no desenvolvimento de projetos. / Until recently the new digital manufacturing technologies were only found in the industry and some universities. Today these technologies are increasingly affordable and cheap and have been established as major allies in the design process in areas such as Architecture, Design and Engineering. Environments such as Fab Labs have aided the product development process and performing trials through rapid prototyping and digital fabrication, providing an open, support the use of a set of digital tools. Thus, it sought to, the general objective of this study was to highlight the potential of Fab Labs as environments for the use of digital manufacturing and rapid prototyping in the design process. In order to achieve this goal, a qualitative survey was conducted through case study and through interviews with managers of three Fab Labs located in Brazil. Initially, an approach on issues such as rapid prototyping and digital manufacturing was made, seeking the theme of enlightenment and the formation of the theoretical body. The literature has addressed such topics as types of prototypes and the importance of prototyping act. The results obtained through the interviews and observations, presents important considerations regarding the concept Fab Lab while potentiating the development projects.

In this dissertation, I present an approach for physical construction of large structures. The approach is based on the graph rotation system framework. I propose two kinds of physical structures to represent the shape of design models. I have developed techniques to generate developable panels from any input polygonal mesh, which can be easily assembled to get the shape of the input polygonal mesh. The first structure is called plain woven structures. I have developed the ?projection method? to convert mathematical weaving cycles on any given polygonal mesh to developable strip panels. The width of weaving strips varies so that the surface of the input model can be covered almost completely. When these strip panels are assembled together, resulting shape resembles to a weaving in 3-space. The second structure is called band decomposition structures. I have developed a method to convert any given polygonal mesh into star-like developable elements, which we call vertex panels. Assembling vertex panels results in band decomposition structures. These band decomposition structures correspond to 2D-thickening of graphs embedded on surfaces. These band decompositions are contractible to their original graph. In a 2D-thickening, each vertex thickens to a polygon and each edge thickens to a band. Within the resulting band decomposition, each polygon corresponds to a vertex and each band corresponds to an edge that connects two vertex polygons. Since the approach is based on graph rotation system framework, the two structures do not have restrictions on design models. The input mesh can be of any genus. The faces in the input mesh can be triangle, quadrilateral, and any polygon. The advantages of this kind of large physical structure construction are low-cost material and prefabrication, easy assemble. Our techniques take the digital fabrication in a new direction and create complex and organic 3D forms. Along the theme of architecture this research has great implication for structure design and makes the more difficult task of construction techniques easier to understand for the fabricator. It has implications to the sculpture world as well as architecture.

This thesis focuses on analyzing Cross Laminated Timber manufacture and use for the purpose of suggesting ways to enrich involved technology through the further application of digital fabrication techniques. Framed within the context of making and craft, product and processes are explored to search for opportunities where reevaluating current production methods may arise. It is also in this context that concepts of embodied/ embedded information and emergence are employed to suggest ideas for rethinking CLT, its fabrication and use. Based on research findings, new CLT panel types are prototyped and their required fabrication approaches proposed. The results are applied to a building design for a site in St. John’s, Newfoundland and Labrador.

Alors que l'évolution des pratiques de fabrication numérique dans les champs de l'art, de l'architecture et du design semble pointer vers l'émergence d'une « nouvelle matérialité », marquée par les développements contemporains de la robotique, de la computation et des sciences des matériaux, les discours entourant l'usage des machines à commande numérique restent trop souvent dominés par une compréhension passive de l'idée de matière. Cette thèse se propose d'actualiser la vision des rapports entre conception numérique et matérialité, en développant des schémas productifs ouverts à l'expression de formes d'agentivité matérielle. Cherchant à dépasser l'articulation prescriptive traditionnelle entre conception et fabrication, elle défend l'idée d'une redistribution de l'autorité vers un réseau d'acteurs productifs autonomes. L'argument développé vise avant tout à mettre à jour des méthodologies pratiques ainsi qu'un cadre conceptuel partageables, susceptibles d'être réinvestis par d'autres praticiens. Cinq expérimentations pratiques, reliées par leurs usages prospectifs de la programmation et de la fabrication numérique, en constituent l'ossature empirique. Mobilisant des auteurs comme Gilbert Simondon et Andrew Pickering, le travail de conceptualisation réalisé permet d'opérer un retour réflexif sur ces expériences, et d'en situer les enjeux au regard d'un certain nombre de précédents historiques, tels ceux de la production numérique non standard et de la cybernétique. / Recent developments in digital fabrication practices across the fields of art, architecture and design have inspired the notion of a “new materiality” — a rethinking of our relationship to the physical world in light of the ever-increasing convergence between robotics, computation and materials science. Yet, the very use of computer-controlled machinery remains, more often than not, envisioned in terms of a passive understanding of matter. This thesis aims at offering an updated vision of the relationship between materiality and design, by developing new production schemes allowing for an expression of material agency. Criticizing the traditional idea of a prescriptive, deterministic link between design and fabrication, the proposed argument reframes authority as a shared resource, spread through a network of productive and autonomous agents. The thesis' main outcomes consist in a set of practical methodologies as well as an encompassing conceptual framework, which may both be reinvested by other practitioners. Informed by and grounded in practice, the research builds on five experiments, adopting a prospective approach towards programming and digital fabrication. Drawing on authors like Gilbert Simondon and Andrew Pickering, the accompanying conceptualization allows for a reflexive discussion of the thesis' practical developments, while situating them in respect to such historical precedents as non standard production and cybernetics.

Esta pesquisa aborda os temas de fabricação digital e de sustentabilidade ambiental para propor uma sistematização metodológica do projeto e da produção de artefatos com base: (i) na estruturação de modelos conceituais, através das ferramentas de representação de projeto da orientação a objetos e (ii) na análise e na síntese de modelos precedentes. O objetivo é contribuir para o desenvolvimento de produtos e sistemas comprometidos com o meio ambiente. O levantamento bibliográfico sobre os temas selecionados e o levantamento técnico da tecnologia subtrativa de fabricação digital são os métodos adotados para propor a sistematização metodológica. Sua aplicação é feita em uma série de experimentos e o resultado obtido demonstra vantagens significativas para atender o objetivo estabelecido. / This research addresses digital fabrication and environmental sustainability to propose a systematic methodology for design and production of artifacts based on: (i) structuring of conceptual models using tools of object-oriented design and (ii) analysis and synthesis of previous models. The objective is to contribute to the development of products and systems committed with the environment. Literature on selected topics and technical research of a digital fabrication technology are the methods adopted to propose this systematic methodology. Its application is made in a series of experiments. The results show significant advantages to meet the stated objective.

Até recentemente as novas tecnologias de fabricação digital só eram encontradas na indústria e em algumas universidades. Hoje essas tecnologias estão cada vez mais acessíveis e baratas e têm se consolidado como grandes aliadas no processo de projeto em áreas como Arquitetura, Design e Engenharia. Ambientes como os Fab Labs têm auxiliado o processo de desenvolvimento de produto e a realização de experimentações através da prototipagem rápida e da fabricação digital, oferecendo de forma aberta, suporte na utilização de um conjunto de ferramentas digitais. Dessa forma, buscou-se, como objetivo geral neste trabalho, evidenciar o potencial dos Fab Labs como ambientes para o uso da fabricação digital e da prototipagem rápida no processo de projeto. Como forma de atingir esse objetivo, foi realizada uma pesquisa qualitativa, através de estudo de caso e por meio de entrevista com gestores de três Fab Labs situados no Brasil. Inicialmente, foi feita uma abordagem sobre temas como prototipagem rápida e fabricação digital, buscando o esclarecimento do tema e a formação do corpo teórico. A pesquisa bibliográfica abordou temas como tipos de protótipos e a importância do ato de prototipar. Os resultados obtidos por intermédio das entrevistas e das observações, apresenta considerações importantes em relação ao conceito Fab Lab enquanto potencializador no desenvolvimento de projetos. / Until recently the new digital manufacturing technologies were only found in the industry and some universities. Today these technologies are increasingly affordable and cheap and have been established as major allies in the design process in areas such as Architecture, Design and Engineering. Environments such as Fab Labs have aided the product development process and performing trials through rapid prototyping and digital fabrication, providing an open, support the use of a set of digital tools. Thus, it sought to, the general objective of this study was to highlight the potential of Fab Labs as environments for the use of digital manufacturing and rapid prototyping in the design process. In order to achieve this goal, a qualitative survey was conducted through case study and through interviews with managers of three Fab Labs located in Brazil. Initially, an approach on issues such as rapid prototyping and digital manufacturing was made, seeking the theme of enlightenment and the formation of the theoretical body. The literature has addressed such topics as types of prototypes and the importance of prototyping act. The results obtained through the interviews and observations, presents important considerations regarding the concept Fab Lab while potentiating the development projects.